第八章 动能与动能定理（教学设计）

课时教学设计课题第八章第三节动能和动能定理授课时间：2024年6月27日课型：新课（观察探究课）课时：一课时教教学目标物理观念：理解动能的内涵，能用动能定理分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题科学思维：能利用动能定理解决动力学问题和变力做功问题科学探究：能通过理论推导得出动能定理的内容。科学态度与责任：通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然科学中所蕴含的严谨的逻辑关系，有较强的学习和研究物理的兴趣。重点难点重点：1.掌握动能的概念（重点）2.理解动能定理的内容（重点）难点：应用动能定理解决简单或者多过程问题。教学准备动能演示器演示器教学PPT课件教学思路学生在初中的基础上进一步明确了:物体的速度、质量越大，物体由于运动而具有的动能就越大。并认识到功是能量转化的量度，某个力对物体做功就一定对应着某种能量的变化,那么已有的认知经验就会激发学生进一步思索物体动能的表达式和引起物体动能变化的原因，从而为我们接下来的探究教学提供有效条件。教学过程活动设计课前引导提问3.研究动能和它的变化的规律观察各种动能演示器4.课堂练习环节一：课前引导提问教师活动：提问什么叫势能？势能的变化条件是什么？能量和功之间有什么关系？什么叫动能？动能和势能的公式能量的单位是什么？学生活动：让学生回答物体受到重力的原因而得到的能量物体的质量和高度的变化做功是能量变化的过程物体运动而得到的能量Ek=0.5mV2Eh=mghJKJ环节二：让学生观察圆周运动环节三：讨论圆周运动的规律一、情境引入利用大屏幕投影展示子弹穿扑克牌、风力发电等照片，让学生观察、自主提问、分组探讨物体由于运动而具有的能叫做动能。列车的动能如何变化？变化的原因是什么？磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大？二、新课教学一、动能的表达式如图所示设某物体的一个物体的质量为ｍ，初速度为，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度增大到，则：1．力F对物体所做的功多大？（W＝Fl）2．物体的加速度多大？a＝3．物体的初速、末速、位移之间有什么关系?4．结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?5．在学生推导的过程中评析：从这个式子可以看出，“”很可能是一个具有特殊意义的物理量。（在该过程中通过类比重力势能的推导方法将动能的表达式加以确定，将动能的表达式进行确定，得出动能的表达式，突破这一难点）6．通过上节课的探究我们还了解了力所做的功与物体所获得的速度的关系，为W∝；而且这个量在过程终了时和过程开始时的差，也就是这个量在这个过程中发生的变化，正好等于力对物体做的功；我们还知道物体的动能和物体的质量有关；所以“”应该就是我们寻找的动能的表达式。于是，我们说质量为m的物体，以速度运动时的动能为：7．讲述动能的有关问题：=1\*GB3①动能是标量=2\*GB3②动能的单位：焦（J）二、动能定理有了动能的表达式后，前面我们推出的，就可以写成[其中表示一个过程的末动能，表示一个过程的初动能。上式表明，力在一个过程中对物体所作的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论，叫做动能定理。提出问题：（1）如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示什么意义？结合生活实际，举例说明。（2）动能定理，我们实在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。动能定理是否可以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况，该怎样理解？教师讲解动能定理的适用条件动能定理既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动（范围很广）.局限性：只能求速度大小不能求速度方向讨论：当合力对物体做正功时，物体动能如何变化?当合力对物体做负功时，物体动能如何变化?投影例题1和例题2，引导学生一起分析、解决。引导学生在实物投影仪上讲解自己的解答，并相互讨论；教师帮助学生总结用动能定理解题的要点、步骤，体会应用动能定理解题的优越性。1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便.2、用动能定理解题，必须明确初末动能，要分析受力及外力做的总功.3、要注意：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减小。课本例题1：一架喷气式飞机，质量m为7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到2.5×103m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g取10m/s2，求飞机平均牵引力的大小。课本例题2：人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，g取10m/s2，cos37°＝0.8。求：（1）重物刚落地时的速度是多大？（2）重物对地面的平均冲击力是多大？环节四：课堂做练习教室活动：1．质量为m的物体从高为h的斜面顶端静止下滑，最后停在平面上，若该物体以v0的初速度从顶端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的v-t图像，则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为()A．eq\f(1,2)mv02－3mghB．3mgh－eq\f(1,2)mv02C．eq\f(1,6)mv02－mgh D．mgh－eq\f(1,6)mv022．如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另—端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为()A.eq\f(mv02,2πL)B.eq\f(mv02,4πL)C.eq\f(mv02,8πL) D.eq\f(mv02,16πL)3．[多选]如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。则()A．动摩擦因数μ＝eq\f(6,7)